Мостовой транзисторный инвертор

 

МОСТОВОЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР по ав.св. 1064404, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем ограничения максимальной температуры транзисторов инвертора, введены датчики температуры ключевых транзисторов инвертора, пороговый элемент и триггер , выход которого подключен к управляющему входу ключа, обладаклцего двусторонней проводимостью, a выход ключа подключен к выходу порогового элемента, вход которого подсоединен к выходу датчиков температуры ключевых транзисторов инвертора. §

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

PPIPIIP

РЕСПУБЛИК

89I (И) А 11 Н 02 М 7./537

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОРСКОМУ CBMBBTBOVCTBV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЬЙ (61) 1064404 (21) 3612737/24-07 (22) 30.06.83 (46) 30.12.84. Бюл. В 48 (72) Ю.Б.Бородулин, Е.Б.Герасимов, А.Н.Долматов, Ю.В.Зверев и С.А.Махалов (7)) Ивановский ордена "Знак Почета" энергетический институт им. В.И.Ленина (53) 621 . 314. 58 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 1064404, кл. Н 01 М 6/537, 11.06.82. (54) (57) МОСТОВОЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТ0Р по ав.св. Ф 1064404, о т л и чающийся тем, что, сцелью повьппения надежности путем ограничения максимальной температуры транзисторов инвертора, введены датчики температуры ключевых транзисторов инвертора, пороговый элемент и триггер, выход которого подключен к управляющему входу ключа, обладающего двусторонней проводимостью, а выход ключа подключен к выходу порогового элемента, вход которого подсоединен к выходу датчиков температуры ключевых транзисторов инвертора

1 11323

Изобретение относится к электр 5технике и может быть использовано во вторичных источниках питания сис- тем радиотехники, автоматики и вычислительной техники. 5

По основному авт.св. В 1064404 известен мостовой транзисторный инвертор, диагональ постоянного тока которого соединена с входными выводами и концами конденсаторного дели- 10 теля напряжения, средняя точка которого связана со средним выводом первичной обмотки выходного трансформатора, подключенной к диагонали переменного тока инвертора, причем средний вывод первичной обмотки выходного трансформатора и средняя точка конденсаторного делителя напряжения соединены через ключ, обладающий двухсторонней проводи- . 20 мостью (lj .

Недостаток известного устройства заключается в том, что при длительной работе не исключена возможность тепловой перегрузки отдельных ключевых транзисторов, что приводит к необходимости искусственно занижать допустимую мощность инвертора. Имеется в виду тепловая перегрузка, обусловленная наличием динамических потерь в транзисторах, т.е. неравенством потерь включения и выключения, а также неравенст— вом указанных составляющих потерь в транзисторах разных тактов,.что обусловлено разбросом параметров транзисторов. Тепловая перегрузка может быть вызвана так.же тем, что коммутация ключа, обладающего двусторонней проводимостью, происходит в произвольные моменты времени, причем время замкнутого и разомкнутого состояний этого ключа близки, но не равны.

Целью изобретения является повышение надежностч инвертора путем 45 ограничения максимальной температуры транзисторов.

Указанная цель достигается тем, что в мостовой транзисторный инвертор, диагональ постоянного тока которого соединена с входными выводами и концами конденсаторного дели-, теля напряжения, средняя точка которого связана со средним выводом пер» вичной обмотки выходного трансформа 55 тора, подключенной к диагонали переменного тока инвертора, причем сред-, "ний вывод первичной обмотки выход34 2 ного трансформатора и средняя точка конденсаторного делителя напряжения соединены через ключ, обладающий двухсторонней проводимостью, введены датчики температуры ключевых транзисторов инвертора, пороговый элемент и триггер выход которого под/ ключен к управляющему входу ключа, обладающего двусторонней проводимостью, а вход — к выходу порогового элемента, вход которого подсоединен к выходу датчиков температуры ключевых транзисторов инвертора.

На фиг.l изображена схема инвертора; на фиг.2 — временные диаграммы изменения температуры Т транзисторов инвертора (фиг. 2а), напряжение V на выходе порогового элемента (фиг.2б) и налряжение на выходе триггера (фиг. 2в).

Устройство содержит транзисторные ключи 1-4, образующие мостовую схему, к диагонали постоянного тока 5-6 которой подключен конденсаторный делитель напряжения 7-8. Первичные полуобмотки 9 трансформатора 10 подключены к диагонали переменного тока инвертора.

Средний вывод 11 первичной обмотки трансформатора 10 соединен со средней точкой 12 емкостного делителя 7-8 через ключ 13, обладающий двусторонней проводимостью. Инвертор содержит датчики температуры

14-!7 ключевых транзисторов 18-21, например термопары, выходы термопар соединены со входом устройства 12, управляющего коммутацией клю ча 13. Устройство 22 состоит из последовательно соединенных порогового элемента 23 и триггера со счетным входом 24. Выходы датчиков темпратуры соединены со входом порогового элемента 23. Выход триггера 24 связан с управляющим входом ключа, обладающего двусторонней проводимостью.

Периодическое замыкание и размыкание ключа 13 приводит к перераспределению потерь включения и выключения, между ключами одного такта (между 1 и 4, 2 и 3). Ввиду того, что транзисторы 18-21 имеют разброс параметров, величина потерь включения, как и потерь выключения, различна для разных тактов. Положим, что ключ,l3 замкнут, а суммарные динамические потери в ключах таковы, что Р 5 Р

14 В

P17 > Р16, а соотношение между потерями разных тактов всегда следую34 4. тому, что наиболее нагретым через некоторое время становится транзистор 21, температура .которого в,момент времени t достигает допустимой величины. Это приводит к появлению на выходе элемента 23 сигнала, опрокидывающего триггер 24, что приводит к замыканию ключа 13.

Таким образом, при максимальной отдаваемой мощности происходит контроль допустимой температуры транзисторных ключей н при достижении максимально допустимой температуры любого ключа происходит перераспределение рассеиваемой мощности таким образом, что температура данного ключа снижается. Следовательно, устраняется воэможность перегрева одного из транзисторов инвертора и выхода его из строя и таким образом повышается надежность инвертора.

3 11323 щее Р1,1 +Р< ) Р +Р 6 ° При работе ин() 16 вертора температура ключевых транзисторов 18-21 изменяется так, как показано на.фиг. 2а. На интервале времени Π— 1 температура всех тран- зисторов не превышает допустимой величины. В момент 1 температура . транзистора 18 достигает значения, при котором напряжение термопары начинает превышать напряжение сраба- 1О тывания порогового элемента 23. В этот момент на выходе элемента 23 появляется сигнал, опрокидывающий триггер 24, что приводит к размыканию ключа 13 ° Продолжительность интервала, — 1 определяется тепловой инерцией транзисторов.

При разомкнутом ключе 13 соотно- шение потерь становится таким Р >

1т Р46 Р14 > Pqg при НеН>МеННОМ 20

Р +Р<4 Р +P16 3TD приводит к

1132334

Vgg

В

Составитель В.Ежов

Редактор А. Долинич Техред М. Гергель Корректор И. Эрдейи

Заказ 9803/43 Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4